[發(fā)明專利]具有寬輸入電壓范圍的無線電力發(fā)射器及其操作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310526862.3
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN104426246B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉萬富;高翔;吳崇理
• 申請（專利權(quán)）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02M7/5387
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 秦晨

本發(fā)明描述的實施例提供了具有寬輸入電壓范圍的無線電力發(fā)射器及其操作方法。電力發(fā)射器使用逆變器，其被配置為從潛在寬范圍的DC輸入電壓生成方波。逆變器被配置為生成具有占空因數(shù)的方波，得到所需的等效電壓輸出，有效地獨立于被提供的DC輸入電壓。因此，通過產(chǎn)生具有可選占空因數(shù)的方波，逆變器提供能力以促進具有寬范圍DC輸入電壓的無線電力傳輸。此外，在一些實施例中電力發(fā)射器可使用具有可調(diào)節(jié)的死區(qū)時間的準(zhǔn)諧振相移控制策略來提高電力傳輸效率，并且匹配網(wǎng)絡(luò)是動態(tài)可選的，以與被用于傳輸電力到電子設(shè)備的發(fā)射器線圈組合更有效地耦合。

技術(shù)領(lǐng)域

本文描述的主題的實施例通常涉及電子設(shè)備，尤其涉及用于電子設(shè)備的無線電源充電。

背景技術(shù)

許多現(xiàn)代電子設(shè)備是使用電池和/或電容作為電源的移動設(shè)備。在許多這樣的設(shè)備中需要頻繁地再充電電源。為了有利于方便再充電這樣的設(shè)備，無線再充電越來越多地被采用。然而，在許多無線充電系統(tǒng)中仍有很大的局限。例如，許多無線充電系統(tǒng)缺乏與多種類型電源一起工作的靈活性。例如，這樣的無線電源系統(tǒng)可能無法與具有顯著不同的輸入電壓的電源一起工作。

此外，許多這樣的無線充電系統(tǒng)繼續(xù)忍受極其低效的功率傳輸。在這樣的系統(tǒng)中為了有利于移動設(shè)備的充電而消耗的功率的量將會過多，并且可能無法滿足目前及未來的監(jiān)管要求。

這些和其它的局限繼續(xù)阻礙移動設(shè)備的無線電源充電的廣泛采用。因此，改進無線電力傳輸設(shè)備和技術(shù)是一個持續(xù)的需求。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合下面附圖考慮時，本發(fā)明主旨的更完整的理解通過參考詳細的說明書和權(quán)利要求可被導(dǎo)出，其中附圖中的相同附圖標(biāo)記指代相似元件。

圖1是根據(jù)一個示例實施例的電力發(fā)射器的簡化的系統(tǒng)方框圖；

圖2是根據(jù)一個示例實施例的電力發(fā)射器的詳細的原理框圖；

圖3是根據(jù)一個示例實施例的H橋逆變器的示意圖；

圖4是根據(jù)一個示例實施例的具有不同占空因數(shù)和幅值的方波信號的波形圖；

圖5是根據(jù)一個示例實施例的晶體管開關(guān)技術(shù)的圖形表示；

圖6是據(jù)據(jù)一個示例實施例的初級線圈陣列的概略圖；

圖7是根據(jù)一個示例實施例的匹配網(wǎng)絡(luò)的概略圖；

圖8-9是示出了根據(jù)一個示例實施例的無線電力傳輸方法的方法圖。

具體實施方式

下面的詳細說明僅僅是說明性的，而并非旨在限制本發(fā)明主旨的實施例或這些實施例的應(yīng)用和使用。本文使用的詞語“示例的”意為“作為一個例子，實例或說明”。在此作為示例描述的任何實施方式不一定被解釋為勝過其它實施方式的優(yōu)選的或有利的。此外，無意通過在前述技術(shù)領(lǐng)域，背景技術(shù)，或下面的詳細說明中出現(xiàn)的任何明示或暗示的意見約束本發(fā)明。

在此描述的實施例能夠提供靈活性提高的無線電源充電。例如，此處描述的實施例能夠提供在相對寬范圍輸入電壓操作的無線電源充電。如同其它例子，此處描述的實施例能夠提供提高的無線電力傳輸效率。

在一個實施例中提供用于電子設(shè)備的無線充電的電力發(fā)射器。通常，電力發(fā)射器使用逆變器，其配置為從一個潛在的寬范圍直流(DC)輸入電壓生成交流(AC)方波。在一個實施例中逆變器被配置為產(chǎn)生具有占空因數(shù)的AC方波，結(jié)果得到所需的等效電壓輸出，有效地獨立于被提供的DC輸入電壓。例如，通過利用控制在H橋逆變器的第一互補對半橋和第二互補對半橋之間的信號的相移技術(shù)生成AC方波。因此，通過生成具有可選占空因數(shù)的AC方波，逆變器提供有利于在DC輸入電壓的一個寬范圍內(nèi)的無線電力傳輸?shù)哪芰Γ⑶乙虼丝梢蕴岣叩诫娮釉O(shè)備的無線電力傳輸?shù)撵`活性。